Fazendo um piloto automático de barco usando um atuador linear por menos de $ 350

Suporte de montagem do atuador:

Um suporte de montagem foi fabricado em aço para segurar o Atuador linear.

Suporte de montagem do atuador

Verificando a orientação

Atuador Linear no Suporte

O atuador será montado desta maneira. O suporte será preso à popa. Selecionei um atuador de 9 polegadas, modelo Deluxe de 12 VCC.

Montagem de suporte na popa

Suporte de montagem do atuador

Acessório de motor externo

Acessório de motor externo

Um suporte foi feito para permitir a fixação de um braço de ligação de desconexão rápida ao motor externo. Este suporte teve que ser retrabalhado posteriormente. Tentativa e erro.

Suporte preso ao motor externo

Mostra o link de direção manual conectado e uma esfera de desconexão rápida (da Panther Marine) foi instalada. Esta bola será usada para prender uma haste longa ao motor de kicker/trolling para que tanto o motor de popa de 70 HP quanto o motor de kicker 9,9 sejam acionados pelo atuador linear.

 

Cuidado, ao projetar a montagem do atuador e o suporte do motor externo, certifique-se de considerar a inclinação do motor. Não o fiz e tive que retrabalhar os suportes para permitir que o motor externo se inclinasse corretamente! Tentativa e erro. OBSERVE TAMBÉM que o parafuso de fixação da direção manual foi SUBSTITUÍDO por um pino de engate - permite remoção e instalação rápidas. Veja a seta.

Montar Firgelli Atuador de automação ao suporte de montagem que você fez.

Usei um espaçador cromado e um parafuso da loja de ferragens. Monte de forma que o atuador possa se mover/girar. Isto permitirá que o atuador mantenha o alinhamento com a oscilação do motor à medida que ele é acionado para frente e para trás.

Etapa 9: montagem final do atuador

Usei um parafuso em U que fiz em formato quadrado com um martelo e um pouco de MAP Heat (garrafa amarela da Home Depot - muito mais quente que propano). Observe o pedaço de tubo de PVC entre o atuador e o suporte. Não aperte muito o parafuso U, ele deve permitir que o atuador deslize para frente e para trás no tubo de PVC, para manter o alinhamento com a oscilação do motor externo.

Etapa 10: Fabricação do link de desconexão rápida.  

Cortando a cabeça do parafuso de rosca fina Grau 8. Isso permitirá que o parafuso deslize dentro de um tubo de aço oco

 

Etapa 11: Solde os parafusos na tubulação oca

Importante: Você deve determinar o comprimento do elo de desconexão rápida necessário para conectar o atuador linear ao suporte do motor externo. Esta é provavelmente a parte mais desafiadora. 1. Estendi o motor totalmente e fiz uma marca no pistão na metade do caminho; no meu caso, o atuador aciona 9 polegadas, então a metade da distância estendida foi de 4,5 polegadas. 2. Em seguida, posicionei o motor externo no centro de deslocamento (em frente). 3. Em seguida, medi desde o orifício da extremidade do atuador até a esfera no suporte de montagem, com o atuador ajustado em seu meio ponto de extensão. 3. A distância do orifício da extremidade do atuador (que terá uma esfera fixada) até a esfera do suporte de montagem é o comprimento necessário para sua haste de desconexão rápida. No meu caso, eram 9,75 polegadas.

 

Etapa 12: Link de desconexão rápida concluído

Eu precisava que meu Link tivesse 9,75 polegadas para permitir o Atuador linear viajar até seus pontos finais e parar de dirigir. O comprimento é crítico porque você precisa que o atuador pare de se mover no final de seu percurso (existem interruptores de parada de deslocamento integrados). Se você não tiver o comprimento adequado, o motor continuará funcionando quando atingir o final do curso permitido e se desgastará mais rapidamente. Você precisa fazer todas essas medições antes de solicitar o atuador, para obter um atuador que corresponda à quantidade de deslocamento que seu motor externo tem quando gira da esquerda para a direita. Panther Marine para o hardware de desconexão rápida.

 

Etapa 13: Visualização do anexo do link de desconexão rápida

Observe que o atuador está meio estendido: 4,5 polegadas. E nesta posição o motor externo está sempre à frente. Agora, quando o atuador sair e entrar, o motor será movido para a esquerda e para a direita em seu curso completo. Descobri que 23 centímetros de viagem eram suficientes e 30 centímetros seriam demais. O motor nunca atingiria o ponto de corte automático e simplesmente continuaria andando. A marca que você vê no braço do atuador na extremidade é o ponto que marca o braço do atuador quando ele está totalmente RETRAÍDO. Você não pode ver a marca que fiz no centro ou na posição meio estendida nesta foto. Acredite em mim, isso está meio estendido e é aqui que você deseja que o motor esteja em frente.

 

Etapa 14: outra visualização

Você notará algumas diferenças em algumas das imagens. Por exemplo, o pequeno suporte que fiz para fixar os elos rápidos ao motor externo. O suporte teve que ser refeito pelo menos uma vez, para que tudo funcionasse sem emperrar ou bater um no outro. Mas espero que você tenha entendido a ideia. A forma inicial fez com que o braço longo batesse no braço curto de desconexão rápida, durante a viagem, então tive que reconstruir o suporte. Acho que este é o arranjo final. Desconecto o cabo da direção principal (veja à esquerda) do motor ao usar a direção elétrica. Isso cria muito atrito. Acabei de substituir o parafuso de fixação por um pino de engate para facilitar a conexão e a desconexão.

 

Etapa 15: link longo de desconexão rápida

Um braço mais longo foi fabricado e acoplado ao Kicker Motor para que ele também seja acionado. Descobri que tenho melhor controle ao pescar, se ambos os motores forem acionados - melhor ação do leme no vento ou nas ondas. Portanto, mesmo quando apenas aciono o kicker em baixa velocidade, eu também dirijo a grande direção motorizada. Este arranjo me permitirá remover a ligação do motor de kicker e aumentá-lo se eu quiser apenas desligar o motor grande do piloto automático. Além disso, se a direção do motor elétrico falhar, posso desconectá-la e reconectar a direção manual e dirigir manualmente.

 

Etapa 16: joystick

Instalei um Joystick para controlar o Atuador Linear. Uma chave seletora foi instalada no lado inferior direito do painel. Ele pode ser visto abaixo da chave de ignição. Ainda não rotulei o switch. Ele permite que você selecione a direção elétrica manual usando o joystick ou selecione o piloto automático. Na posição de piloto automático, o Atuador Linear é acionado por um Piloto Automático Caseiro Baseado em Arduino criado por Jack Edwards. O piloto automático possui modo de direção e modo de direção por botão. Você pode dirigir o piloto automático usando o botão do potenciômetro, bem como o modo de rumo magnético. Você pode ver o botão do potenciômetro abaixo da chave seletora. A direção GPS está disponível, mas ainda não fiz isso. Requer apenas outra placa Arduino, US$ 56, e, claro, uma unidade GPS compatível.

 

Etapa 17: Piloto automático Arduino Mega 2560

Você pode encontrar isso no YouTube - Pesquise o piloto automático baseado em Jack Edwards Arduino. Eu o construí apenas para direção e direção de botão. No próximo verão adicionarei direção GPS. Não são mostrados o sensor de rumo magnético BNO 55 e a placa de potência que aciona o atuador, um módulo Polulo Qik PWM. Usei os componentes exatos indicados nas instruções de Jack Edwards. Eu não usei a placa de interface Arduino Shield, apenas conectei meus fios diretamente na própria placa Arduino - fácil. Tive que alterar uma configuração de software para fazer meu sistema se comportar melhor. Por exemplo, foram necessários 30 graus de mudança de direção antes que meu atuador começasse a dirigir. Mudei um número no programa de Jack para fazer com que 3 graus de mudança de direção fizessem o atuador acionar. Este foi: motorspeed_min. Na versão de código J11, isso está na linha #378. Foi definido em 30. Jack disse que foi definido como 127 para acionamento total do motor com qualquer erro. Decidi configurá-lo para 75 e agora meu atuador funciona com 3 graus de erro de rumo. Pode ser necessário ajustar isso após o teste de água. Há também uma configuração de zona morta e está definida para 2 graus. Isso significa que nada acontece até que ocorram mais de 2 graus de erro. Isso é necessário porque você não deseja que o AP esteja dirigindo o tempo todo com ondas menores e ação do vento. Deixei isto onde Jack o colocou.

 

Etapa 18: Instruções do piloto automático

Clique duas vezes para ler as instruções. O único componente que usei diferente do mostrado foi o teclado. Comprei um da Amazon por $ 4,95. tive que mudar um pouco a fiação para fazê-lo funcionar.

 

Etapa 19: Diagrama de fiação do piloto automático

Você tem que ir até a caixa de depósito de Jack Edward para baixar o software que ele escreveu, bem como o diagrama fritzing (diagrama de fiação). O diagrama esquemático era realmente inútil, você não precisa dele. basta pegar o diagrama de fiação. É uma imagem e mostra qual fio conectar onde. Certifique-se de instalar fusíveis em linha. Você precisará de um ferro de solda, solda com núcleo de resina 60/40 e habilidades de soldagem para conectar os fios às placas que se conectam à placa Arduino (PWM, sensor magnético, teclado, potenciômetro). Na própria placa Arduino, você não solda nela, ela tem conectores nos quais você apenas insere um pino. Portanto, compre alguns cabos de fita que contenham pequenos pinos. Você pode cortar o pino de uma extremidade e estender o fio (soldar um fio mais longo) conforme necessário. Como eu disse, não usei o breakout board que ele mostra no desenho, então posso eliminá-lo.

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